(8分)宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的圆轨道上运行。设每个星体的质量均为m。万有引力常量为G。
(1)试求第一种形式下,星体运动的线速度和周期;
(2)假设两种形式星体的运动周期相同,第二种形式下星体之间的距离应为多少?
(12分)某实验小组利用如图12所示的实验装置来探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系.
图12
(1)由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x=24 cm,由图13中游标卡尺测得遮光条的宽度d=________ cm.该实验小组在做实验时,将滑块从图12所示位置由静止释放,由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1,遮光条通过光电门2的时间Δt2,则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=________,滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=________,则滑块的加速度的表达式a=________.(以上表达式均用字母表示)
(2)在本次实验中,实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验,得到如下表所示的实验数据.请利用表格数据,在图14坐标系中描点作出相应图象.你得出的结论是___________________________________.
m(g) |
a(m/s2) |
250 |
2.02 |
300 |
1.65 |
350 |
1.33 |
400 |
1.25 |
500 |
1.00 |
800 |
0.63 |
(8分)英国物理学家胡克发现,金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律.这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础.现有一根用新材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1000,由于这一拉力很大,杆又较长,直接测量有困难,就选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得的数据如下:
长度L/m |
|
250 |
500 |
750 |
1000 |
||||||||||||||
1 |
0.05 |
0.04 |
0.08 |
0.12 |
0.16 |
||||||||||||||
2 |
0.05 |
0.08 |
0.16 |
0.24 |
0.32 |
||||||||||||||
3 |
0.05 |
0.12 |
0.24 |
0.36 |
0.48 |
||||||||||||||
1 |
0.10 |
0.02 |
0.04 |
0.06 |
0.08 |
||||||||||||||
1 |
0.20 |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.04 |
(1)根据测试结果,推导出线材伸长量x与材料的长度L、材料的横截面积S与拉力F的函数关系为________.
(2)在寻找上述关系中,你运用哪种科学研究方法?________.
(3)通过对样品的测试,求出新材料制成的金属细杆能承受的最大拉力约________.
如图所示,水平抛出的物体,抵达斜面上端P处时速度恰好沿着斜面方向,紧贴斜面PQ无摩擦滑下;下列函数图为物体沿x方向和y方向运动的位移—时间图象及速度—时间图象,其中可能正确的是( )
如图所示,用皮带输送机将质量为M的物块向上传送,两者间保持相对静止,则下列关于物块所受摩擦力Ff的说法正确的是( )
A.皮带传送的速度越大,Ff越大
B.皮带加速运动的加速度越大,Ff越大
C.皮带速度恒定,物块质量越大,Ff越大
D.Ff的方向一定与皮带速度方向相同
如图所示,皮带输送机以10 m/s的速度匀速驶向路口,当行驶至距路口停车线20 m处时,绿灯还有3 s熄灭.而该汽车在绿灯熄灭时刚好停在停车线处,则汽车运动的速度(v)-时间(t)图象可能是( )